คู่มือการประมวลผลคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์: คู่มือการประมวลผล
การประมวลผลคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ (CF) เป็นธุรกิจที่ยุ่งยาก เมื่อพิจารณาว่าวิศวกรส่วนใหญ่ที่คิดจะผลิตหรือออกแบบมาจากพื้นหลังของการออกแบบชิ้นส่วนโลหะมันถูกเรียกว่าอลูมิเนียมสีดำ และการออกแบบและการประดิษฐ์ถูกอธิบายว่าเป็นศิลปะสีดำมันคืออะไรจริงเหรอ?
จุดประสงค์ของคู่มือการออกแบบนี้คือเพื่อให้ข้อมูลทั่วไปและข้อกำหนดเกี่ยวกับวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์และแนวทางบางประการสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์น้ำหนักเบาที่มีประสิทธิภาพสูงด้วยวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
ทำไมต้องคาร์บอนไฟเบอร์
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมเมื่อเทียบกับโลหะและพลาสติกที่เป็นเนื้อเดียวกันวัสดุมีความแข็งแรง แข็ง และน้ำหนักเบาคอมโพสิตเหล่านี้เป็นวัสดุทางเลือกสำหรับการใช้งานที่มีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เช่น ส่วนประกอบสำหรับยานอวกาศ เครื่องบินรบ และรถแข่ง
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์คืออะไร
วัสดุคอมโพสิตถูกสร้างขึ้นโดยการรวมการเสริมแรง (ไฟเบอร์) กับเมทริกซ์ (เรซิน) และการผสมผสานของไฟเบอร์และเมทริกซ์นี้ทำให้มีลักษณะที่เหนือกว่าวัสดุอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียวในวัสดุคอมโพสิต เส้นใยรับน้ำหนักส่วนใหญ่และเป็นส่วนประกอบหลักในคุณสมบัติของวัสดุเรซินช่วยถ่ายเทน้ำหนักระหว่างเส้นใย ป้องกันไม่ให้เส้นใยโก่งตัว และยึดวัสดุเข้าด้วยกัน
ราคาเท่าไหร่?
ในอดีต วัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์มีราคาแพงมาก ซึ่งจำกัดการใช้งานเฉพาะการใช้งานพิเศษเท่านั้นอย่างไรก็ตาม ในช่วงสิบเจ็ดปีที่ผ่านมา เนื่องจากการบริโภคเพิ่มขึ้นและระบบอัตโนมัติในกระบวนการผลิตเพิ่มขึ้น ราคาของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์จึงลดลงผลกระทบที่รวมกันทำให้ต้นทุนโดยรวมของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมระดับไฮเอนด์ลดลงทุกวันนี้ คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีศักยภาพทางเศรษฐกิจในการใช้งานหลายอย่าง เช่น สินค้ากีฬา เรือสมรรถนะสูง ยานพาหนะสมรรถนะสูง และเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง
แอปพลิเคชั่น
วัสดุคอมโพสิตมีความหลากหลายมากวิศวกรสามารถเลือกเส้นใยและเรซินได้หลากหลายเพื่อให้ได้คุณสมบัติของวัสดุที่ต้องการนอกจากนี้ ความหนาของวัสดุและการวางแนวของเส้นใยสามารถปรับให้เหมาะสมกับแต่ละการใช้งานได้
ข้อดีของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์คือ:
1.ความฝืดจำเพาะสูง (ความแข็งหารด้วยความหนาแน่น)
2.ความแข็งแรงจำเพาะสูง (ความแข็งแรงหารด้วยความหนาแน่น)
3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก (CTE)
4.X-ray โปร่งใส (เนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ)
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ใช้ในการใช้งานใดบ้าง?
การวางตำแหน่งที่เป็นเอกลักษณ์ของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความแข็งแรงสูง ความแข็ง และ CTE ต่ำทำให้มีที่ที่ไม่ซ้ำใครในการใช้งานหลายประเภทดังแสดงในตารางด้านล่าง:
การใช้งานทั่วไปสำหรับคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
ข้อมูลการออกแบบ
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ถือเป็น "วัสดุของนักออกแบบ" เนื่องจากชิ้นส่วนสามารถปรับแต่งให้มีความแข็งแรงและหรือความแข็งในทิศทางและตำแหน่งที่จำเป็นทำได้โดยการวางวัสดุอย่างมีกลยุทธ์และปรับทิศทางไฟเบอร์ให้เหมาะกับความต้องการมากที่สุดนอกจากนี้ การออกแบบและความยืดหยุ่นในการผลิตที่คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มอบโอกาสในการปรับแต่งการออกแบบ เช่น การรวมและการรวมคุณสมบัติต่างๆ ไว้ในแหล่งกำเนิด เพื่อลดราคาชิ้นส่วนทั้งหมดลงต่อไป
เครื่องมือช่าง
แม่พิมพ์ใช้เพื่อกำหนดรูปร่างของชิ้นส่วนประกอบชิ้นส่วนประกอบจะรับรูปร่างและคุณลักษณะทั้งหมดของแม่พิมพ์ดังนั้นคุณภาพของชิ้นงานจึงได้รับอิทธิพลอย่างมากจากคุณภาพของแม่พิมพ์แม่พิมพ์สามารถเป็นได้ทั้งชายหรือหญิงแม่พิมพ์เพศเมียเป็นแม่พิมพ์ที่พบมากที่สุดและจะสร้างชิ้นส่วนที่มีพื้นผิวด้านนอกเรียบ ในขณะที่แม่พิมพ์เพศผู้จะสร้างพื้นผิวภายในที่เรียบต้องใช้แม่พิมพ์ที่ตรงกัน (ตัวผู้และตัวเมีย) หากส่วนนั้นถูกรวมเข้าด้วยกันโดยใช้การกด
เครื่องมือสองส่วน ที่เรียกกันทั่วไปว่า "หอย"
แม่พิมพ์สามารถทำด้วยวัสดุคอมโพสิต อีพ็อกซี่เติมโลหะ หรือกลึงจากอลูมิเนียมหรือเหล็กกล้าประเภทของแม่พิมพ์และวัสดุที่ใช้ขึ้นอยู่กับชนิดของชิ้นส่วนและปริมาณการผลิต
กระบวนการผลิต
การผลิตเส้นใยคาร์บอนขั้นสูงมักใช้เส้นใยคาร์บอนที่เคลือบไว้ล่วงหน้ากับเรซินเทอร์โมเซตวิธีการหลักสองวิธีที่ใช้คือ:
1. การวางมือ
การจัดวางวัสดุทอที่เตรียมไว้ล่วงหน้าด้วยมือยังคงเป็นส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรมการผลิตคอมโพสิต ซึ่งต้องใช้ทักษะและประสบการณ์ของบุคลากรในการสร้างแผ่นเรียบให้เป็นรูปทรงที่ซับซ้อนสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงและซับซ้อน แต่อาจเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและแปรผันได้สูง
2. การจัดตำแหน่งไฟเบอร์อัตโนมัติ (AFP)
สิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาคือความกว้างของเส้นใยที่คุณใช้และรัศมีลูกกลิ้งบดอัด
